Microcontrolerele PIC18F seria K40 cu un set extins de periferice

4 SEPTEMBRIE 2017

Noile microcontrolere PIC18F de 8 biți seria K40 de la Microchip Technology sunt utilizate pe scară largă. Acestea pot înlocui cu succes, în unele echipamente electronice, microcontrolerele pe 32 de biţi cu arhitectură ARM, mai extinse şi care dispun de o mai mare putere de calcul.

Noua gamă de microcontrolere Microchip Technology cuprinde zece modele cu memorie de program FLASH 16-128kB. Sunt oferite în carcase cu un număr de terminale cuprins între 28 şi 64. Aceste circuite sunt primele din gama PIC18 în care a fost implementat un set de periferice independente de nucleul CIP (Core Independent Peripherals), cunoscut până acum din gamele PIC10, PIC12 şi PIC16.

O mai mare eficienţă a aplicaţiilor
Folosirea perifericelor independente de nucleu permite creşterea considerabilă a eficienţei aplicaţiilor. Aceste periferice au fost proiectate astfel încât să realizeze sarcinile care le sunt alocate ca dispozitive hardware, fără a angaja puterea de calcul a nucleului microcontrolerului. În acest mod, puterea este rezervată operării programului principal. Este posibilă şi funcţionarea nucleului în modul sleep, caz în care perifericele funcţionează independent, am putea spune “în fundal”. Pe de o parte, obţinem o reducere a consumului de energie electrică, iar pe de alta, după o configurare corectă, memoria este eliberată pentru realizarea buclei principale a programului.

Răspuns previzibil al microcontrolerului
Diferitele periferice (blocuri) pot fi conectate unele de altele, astfel încât datele, nivelurile logice ale intrărilor sau semnalele analogice sunt partajate şi sunt disponibile cu o întârziere neglijabilă. În acest mod, se poate obţine un răspuns previzibil al microcontrolerului la modificările care intervin în mediul său.

Schemă bloc PIC18 K40 MCU.

Setul extins de periferice
Setul de periferice CIP disponibile în gama PIC18 K40 conţine:
convertor ADC2 de 10 biţi
Este un ADC cu numărătoare şi registre suplimentare, care oferă suport hardware pentru executarea unor operaţii precum mediere, filtrare de tip trece-jos, supra-eşantionare (oversampling) sau compararea valorii analizate cu o valoare prag.
detector de trecere prin zero ZCD
Cu ajutorul ZCD (Zero Cross Detect) poate fi monitorizată starea unei intrări la care este conectat un semnal alternativ AC. Va fi semnalizată fiecare trecere prin zero a semnalului, pe panta crescătoare şi descrescătoare a acestuia. Această informaţie poate fi furnizată direct la intrarea unui alt periferic important, cum este generatorul complementar de forme de undă CWG.
generator complementar de forme de undă CWG
CWG (Complementary Waveform Generator) este destinat producerii de forme de undă complementare, cu controlul timpilor morţi pentru pantele crescătoare şi descrescătoare. Generatorul complementar de forme de undă permite obţinerea unor semnale de comutare de precizie. Acestea sunt utile, de exemplu, în controlul triacelor fără apelarea la puterea de calcul a nucleului microncontrolerului. Semnalele generate cu ajutorul CWG sunt disponibile şi pentru alte periferice.
periferic care supraveghează WWDT
WWDT (Windowed Watch Dog Timer) poate fi utilizat pentru depistarea, în program, a unor anomalii legate de timpul de execuţie a unor instrucţiuni într-un interval prestabilit. Împreună cu blocul, de asemenea disponibil, CRC/SCAN creşte siguranţa aplicaţiilor.
CRC/SCAN
CRC/SCAN (Cyclic Redundancy Check) permite determinarea automată a sumelor de control. Poate fi folosit în scopul verificării conţinutului memoriei de program sau al memoriei de date, pentru efectuarea testului de integrali­tate a memoriei nevolatile.
mecanism PPS
Cu ajutorul mecanismului PPS (Peripheral Pin Select), fiecare periferic digital poate fi alocat oricărui pin I/O. Acest lucru oferă o libertate mai mare în proiectarea hardware a mediului microcontrolerului.
periferic HLT
Datorită perifericului HLT (Hardware Limit Timer), pot fi monitorizate hardware evenimentele care trebuie să se producă periodic şi poate fi depistată lipsa acestora. De asemenea, perifericul permite evidenţierea unor simptome care pot indica o defecţiune iminentă a motoarelor, circuitelor de alimentare sau a altor sisteme externe conectate, controlate de microcontroler. În această situaţie, sunt generate mesaje în mod automat, iar sistemul se poate opri şi/sau restarta în siguranţă.
periferic DSM
Cu ajutorul DSM (Digital Signal Modulator) poate fi modulat fluxul de date de ieşire, prin aplicarea acestuia pe unda purtătoare. Astfel, este obţinut un semnal de ieşire modulat. Este posibilă obţinerea unor modulaţii FSK, PSK sau OOK.
canale PWM de 10 biţi
Sunt disponibile, în total, până la şapte canale PWM (Pulse Width Modulation) de 10 biţi, care pot fi folosite pentru controlul motoarelor, diodelor LED sau a blocului CWG.

Caracteristicile microcontrolerelor PIC18F seria K40
• generator intern cu frecvenţa de 64MHz
• până la 3728B memorie SRAM
• până la 1024B memorie EEPROM
• senzor de temperatură integrat
• sursă tensiune de referinţă internă, de precizie
• convertor DAC de 5 biţi
• posibilitate moduri de lucru cu consum de curent ultra-redus XLP
• set extins de interfeţe de comunicaţie: EUSART (max. 5), I2C (max. 2), SPI (max. 2)
• domeniul temperaturii de lucru între -40 şi +85°C
• tensiune de alimentare 2.3 ÷ 5.5VDC
• capsule disponibile de tip UQFN, QFN, SOIC, SSOP, TQFP şi DIP

Parametrii diferitelor tipuri de microcontrolere sunt menţionaţi în tabelul de mai jos.

Utilizare
Noile microcontrolere Microchip Technology pot fi folosite în aplicaţii HMI (Human-Machine Interface), în echipamente de automatizări industriale, precum şi în electronica de consum şi auto şi în aplicaţii Internet-of-Things (IoT).

Kituri de dezvoltare
Familiarizarea cu gama PIC18F seria K40 CIP este facilitată de kitul de dezvoltare dedicat Curiosity HPC (High Pin Count) – DM164136, care oferă posibilitatea de conectare cu numeroase plăci de expansiune Click™. Datorită platformei de dezvoltare Curiosity HPC, este posibilă trecerea rapidă la proiectarea de aplicaţii.
Mai mult, suportul complet în mediul de proiectare MPLAB X IDE, precum şi suplimentul MCC (Microchip Code Configurator), scurtează cu mult timpul de elaborare a aplicaţiilor realizate cu ajutorul acestora.

Caracteristici cheie ale plăcii Curiosity HPC
• programator/debugger integrat
• suport pentru microcontrolere în capsulele DIP28/DIP40
• potenţiometru analogic
• două butoane
• doi conectori în standard mikroBUS, care permit conectarea directă cu oricare dintre cele peste 250 de tipuri disponibile de plăci de expansiune Click™ de la MikroElektronika.

Rezumat
Noua familie de microcontrolere poate fi utilizată cu succes în numeroase echipamente electronice. Reprezintă o alternativă interesantă la microcontrolerele simple pe 32 de biţi cu arhitectură ARM, folosite pe scară largă chiar şi în aplicaţii mai puţin pretenţioase, cu atât mai mult cu cât setul bogat de periferice compensează puterea mai mare de calcul a acestora din urmă.
Noile microcontrolere sunt disponibile în oferta firmei Transfer Multisort Elektronik, distribuitor Microchip.
Mai multe informaţii puteţi găsi pe pagina de internet www.tme.eu

Autor: Paweł Sióda, Product Manager
microcontrollers, development tools & communication modules

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *